專利名稱：穿料指示系統和穿料指示控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及表面貼裝技術領域，特別涉及一種穿料指示系統和穿料指示控制裝置。
背景技術：
貼片機是電子制造業內在線路板上貼裝元器件的常用設備，其采用的關鍵技術是 SMT (Surface Mount Technology，表面貼裝技術)。備料是生產過程中的關鍵活動，是指貼 片機線體開工前，對貼片機的料架(Table/Trolley)進行物料上料準備。一個貼片機可以 包括一個或多個料架，料架分為固定和可拆裝兩種形式，通常都采用可拆裝形式，以方便備 料。料架是貼片機備料時用于承載進料器(Feeder)的物理支架，通常一個料架可以承載多 個進料器。進料器是物料備料的載體，在備料時通過將物料裝到進料器的相應位置進行備 料。目前，對于日趨小批量、多品種的產品發展趨勢來說，為提高在線生產效率，減少 換線時間，離線備料成為備料的主要模式。離線備料是指貼片機線體開工的同時，對該線體 另外配備的一整套料架進行備料，此備料方式效率高，是普遍采用的方式。對于離線備料 的SMT生產模式，一條貼片機線體一般有兩套裝料系統，一套用于在線生產，另外一套則用 于離線備料。通常，一條線體上具有多臺貼片機，每個貼片機具有幾個分區(設備的物理位 置容器)，每個分區都配有一個料架，每個料架上裝有多個進料器，每個進料器可以裝1 3 個元器件。通常一條生產線的離線備料由一個小組(一般是2 5個成員)共同完成，小 組的每個成員負責一個或多個分區的元器件備料。離線備料時，成員將料架從機器拆離到 一個指定的區域，然后按照各自分配的料表數據紙件對負責的料架進行備料。具體過程如 下每個成員根據料表上的物料編碼，到料箱中找到與該編碼一致的物料料盤，然后 根據料表上的進料器站位型號和位置，找到目標料架，再肉眼從該料架內甚為相似且緊密 排布的多個進料器中找到指定進料器，將該物料裝到該進料器的相應位置上；物料裝好后， 操作員用離線條碼采集器采集已經裝好的物料編碼的條碼及進料器站位條碼，其中，離線 條碼采集器中預先存儲有待備料的料表數據的關鍵字段，包括物料編碼、該物料對應的進 料器站位等，從而可以與采集到的料表數據進行比對，以校驗是否裝料正確。在實現本實用新型的過程中，發明人發現上述現有技術至少具有以下缺點備料員每穿一個料，都要做一次料架和進料器的選擇工作，例如，從12個料架中 選擇一個目標料架，從60個進料器中選擇一個目標進料器，則一次最多要做720 (12*60 = 720)選1的工作；而每個備料員平均每天要備約1000個料左右，因此，出錯概率非常大，會 直接影響到產品的質量；而且，作業效率低、投入人員多、操作復雜、交付周期長，整個備料 交付周期長達2小時以上。
實用新型內容本實用新型實施例提供一種穿料指示系統和穿料指示控制裝置，可節省備料的成 本和時間。本實用新型實施例提供了一種穿料指示系統，包括采集模塊，用于無線采集待穿料的物料信息；控制模塊，與所述采集模塊相連，用于獲取所述采集模塊采集到的所述物料信息， 根據預設的映射關系找到所述物料信息對應的位置標識，并無線發送所述位置標識； 接收及解碼模塊，與所述控制模塊采用無線方式進行通信，用于無線接收所述控制 模塊發送的所述位置標識，根據所述位置標識指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置。本實用新型實施例還提供了一種穿料指示控制裝置，所述裝置用于獲取已采集到的待穿料的物料信息，根據預設的映射關系找到所述物料信息對應 的位置標識，并無線發送所述位置標識，所述位置標識用于指示相應的料架上的進料器上 待穿料的位置。本實用新型實施例通過無線傳輸的方式獲取物料信息，并轉換為對應的位置信息 來對進料器上的穿料位置進行標識，實現了穿料系統的智能指示，極大地節省了成本和人 員，縮短了交付周期，作業效率高，使產品的質量得到了保證。
圖1是本實用新型實施例提供的穿料指示系統結構示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的采集模塊1的結構示意圖；圖3是本實用新型實施例提供的控制模塊2的結構示意圖；圖4是本實用新型實施例提供的接收及解碼模塊3的結構示意圖；圖5是本實用新型實施例提供的穿料指示系統內部流程示意圖；圖6是本實用新型實施例提供的穿料指示系統應用場景示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新 型實施方式作進一步地詳細描述。參見圖1，本實用新型實施例提供了一種穿料指示系統，包括采集模塊1，用于無線采集待穿料的物料信息；控制模塊2，與采集模塊1相連，用于獲取采集模塊1采集到的物料信息，根據預設 的映射關系找到該物料信息對應的位置標識，并無線發送該位置標識；接收及解碼模塊3，與控制模塊2采用無線方式進行通信，用于無線接收控制模塊 2發送的位置標識，根據該位置標識指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置。本實施例中的物料信息具體包括料架標識和進料器標識，如料架ID和進料器 ID。本實施例中的穿料是指備料過程中的穿料。其中，料架標識中包含了貼片機的標識，通 過該料架標識可以同時識別出貼片機和料架。例如，有2個貼片機，每個貼片機有4個料架， 則料架的標識分別為1 8，因此，可以識別出貼片機和料架。上述采集模塊1與控制模塊2為有線連接，控制模塊2與接收及解碼模塊3為無線連接，采用無線方式進行通信，如圖1中的虛線所示。本實施例中，具體地，參見圖2，采集模塊1可以包括無線射頻終端11，用于無線掃描料表和物料料盤，得到待穿料的物料信息，無線 發送該物料信息；其中，料表為預先生成的文件，包括穿料過程中要用到的料架和進料器 的信息，如料架標識、進料器標識等等，通常為條碼的形式，以便于無線射頻終端11進行掃 描；物料料盤也是預先生成的，通常由物料廠家提供，包括物料的相關信息，如物料的型號、 類型、編號等等，通常為條碼的形式，以便于無線射頻終端11進行掃描。通常，一個物料料 盤上可以裝載有大量的物料信息，如5000個，物料的類型也可以有多種，包括但不限于電 容、電阻、二極管、三極管等等。采集服務器12，與無線射頻終端11采用無線方式進行通信，用于無線接收無線射 頻終端11發送的物料信息。其中，采集服務器12通過AP(ACCeSS Point，接入點)13與無線射頻終端11進行 無線通信。進一步地，為了方便管理和維護，采集服務器12還可以將采集到的物料信息保 存到數據庫14中。本實施例中，參見圖3，具體地，控制模塊2可以包括上位機21，與采集模塊1相連，用于獲取采集模塊1采集到的物料信息，根據預設 的映射關系找到物料信息對應的位置標識和串口，按照預定的格式發送攜帶位置標識的控 制命令到該串口 ；具體地，上位機21可以為工控機；無線發送單元22，與上位機21的串口相連，用于接收上位機21發來的控制命令， 并無線發送控制命令。其中，預設的映射關系是指預先建立的物料信息與位置標識的映射關系，以及物 料信息與上位機串口的映射關系，存儲于上位機21中。上位機21根據預設的物料信息與 位置標識的映射關系，可以找到與采集到的物料信息對應的位置標識，根據預設的物料信 息與上位機串口的映射關系，可以找到與采集到的物料信息對應的串口。所述預定的格式是預先定義的控制模塊2與接收及解碼模塊3之間通信的控制命 令的格式，具體包括頻段編碼和位置標識，或者包括頻段編碼、位置標識和物料信息。其 中各個參數的位置關系和長度可以如圖3所示，包括起始位、頻段編碼、物料信息、位置標 識、校驗位和停止位；起始位為1個比特位，頻段編碼是指無線發送單元22的通信頻點，長 度為1個字節，分區ID和進料器ID是指料架標識和進料器標識，共占用1個字節，位置標 識用于指示待穿料的位置，長度為1個字節，校驗位可以采用現有的校驗方式，如累加和， 長度為1個字節，停止位即結束符，為2個比特位。圖中所示的例子中，起始位為0x02，結束 位為OxOD和OxOA。當采集模塊1包括無線射頻終端11和采集服務器12時，上位機21與其中的采集 服務器12相連。如果采集模塊1還包括數據庫14，則上位機21可以采用多線程輪詢的方 式查詢該數據庫14，以獲取數據庫14保存的待穿料的物料信息，一旦查詢到數據庫14保存 有新的物料信息，則根據該物料信息生成相應的控制命令然后發送。本實施例中的無線發送單元22可以采用標準的無線發送單元，如433MHz的無線 發送單元。通常，無線發送單元22為多個，每個無線發送單元22都具有相同的功能，且分別 與上位機21的不同串口相連。上位機21的串口為多個，與多個無線發送單元22具有一一對應的關系。例如，有20個料架，則配備20個無線發送單元22，分別與上位機21的20個
串口相連。無線發送單元22發送控制命令的方式有多種，優選地，采用廣播的方式，以降低 成本。具體地，無線發送單元22采用廣播方式發送控制命令時，該控制命令中還攜帶物料 信息，以備多個接收及解碼模塊3收到后根據該物料信息確定當前的物料是否為自己負責 的范圍。本實施例中，具體地，參見圖4，接收及解碼模塊3可以包括無線接收單元31，與無線發送單元22采用無線方式進行通信，用于無線接收無線 發送單元22發送的攜帶位置標識的控制命令，然后發送該控制命令；單片機32，與無線接收單元31相連，用于接收無線接收單元31發來的控制命令， 從該控制命令中解析出位置標識，然后發送該位置標識；解碼芯片33，與單片機32相連，用于接收單片機32發來的位置標識，對該位置標 識進行解碼，按照解碼的結果指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置，以備穿料人員 根據該位置進行穿料。當無線發送單元22采用廣播方式發送控制命令時，相應地，單片機32具體用于接 收無線接收單元31發來的控制命令，從該控制命令中解析出物料信息和位置標識，將解析 出的物料信息與接收及解碼模塊3預先存儲的物料信息進行比對，如果一致，則表明當前 待穿料的物料為當前接收及解碼模塊3負責的范圍，因此發送解析出的位置標識給解碼芯 片33，如果不一致，則表明當前待穿料的物料不是當前接收及解碼模塊3負責的范圍，因此 丟棄該控制命令，不進行處理。其中，接收及解碼模塊3預先存儲的自己負責的物料信息，可以采用撥碼開關來 設置，撥碼開關的個數可以根據接收及解碼模塊3負責的物料多少來設置，如設置為1個或 2個等等。單片機32的型號本實施例不做具體限定，如可以采用單片機P89LPC933F等。解 碼芯片33的個數根據接收及解碼模塊3負責的進料器的個數而定。例如，接收及解碼模塊 3負責1個料架，其上有60個進料器，則解碼芯片33負責指示這60個進料器的穿料位置， 因此，可以在接收及解碼模塊3上為每個進料器設置一個指示燈，總共為60個燈，則解碼芯 片33負責分別指示這60個指示燈，這種情況下，可以選用4個4-16的解碼芯片33，即4個 輸入信號，16個輸出信號，從而可以使輸出信號達到64個，來完成60個指示燈的指示。解 碼芯片33的型號本實施例也不做具體限定，如采用解碼芯片CD4514BE等。另外，接收及解 碼模塊3上的指示燈亮時，可以照射到相應的進料器，供穿料人員可以識別出該進料器，從 而進行穿料。本實施例中的接收及解碼模塊3可以集成于一個獨立的裝置中，該裝置還可以包 括給接收及解碼模塊3供電的電源，并且該裝置可以采用可拆裝的方式安裝在料架上，即 當對料架上的進料器進行穿料時，將該裝置安裝到該料架上，完成該料架上進料器的穿料 后，將該裝置拆下來，以備其它料架的使用。參見圖5，本實施例提供的上述系統內部的具體流程如下首先，將料表和物料料盤按照負責穿料的人員進行分組，通常一個穿料人員會負 責多個料表和物料料盤；穿料人員利用無線射頻終端11掃描分到的料表和物料料盤，獲取 到物料信息，如果分組還未完成，則繼續分組，如果分組已經完成，則將獲取的物料信息保存到數據庫14中；其次，控制模塊2中的上位機21定期掃描數據庫14，一旦掃描到新保 存的物料信息，則根據預設的映射關系找到與該物料信息對應的位置標識，發送攜帶該位 置標識的命令到相應的串口，再由與串口相連的無線發送單元22無線發送；然后，接收及 解碼模塊3無線接收該命令，解析出命令中的位置標識，將上次指示穿料位置的等熄滅，并 根據該位置標識點亮當前穿料位置的燈，判斷全部的物料是否均已完成掃描，如果是，則結 束，否則，繼續由采集模塊1掃描物料信息。參見圖6，為本實施例提供的上述系統應用場景示意圖。生產作業現場有多個料架，物料周轉車上備有多個物料、料表和物料料盤。穿料人 員手持無線射頻終端11，進行物料信息的采集，然后通過AP 13無線發送給采集服務器12。 采集服務器12將物料信息保存到數據庫14中，并發送給相連的上位機21。上位機21根據 映射關系找到對應的位置標識，由相應的串口發送給相連的無線發送單元22。無線發送單 元22無線發送控制命令，其中攜帶有位置標識，通常其無線傳輸范圍可達30米以內。位于 料架上方的接收及解碼模塊3，即圖中所示料架上的長方形裝置，無線接收該控制命令，解 析出位置標識，從而控制相應的燈亮以指示相應的料架上的穿料位置，供穿料人員根據指 示進行穿料。本實施例提供的上述系統還可以應用在制造物流和自動化設備開發領域，對于用 到控制點數較多的開關量輸出應用場景，上述系統采用無線傳輸控制多數字量輸出，成本 極大降低，且布線簡化，有很好的應用價值和前景。本實用新型實施例提供的上述系統，通過無線傳輸的方式獲取物料信息，并轉換 為對應的位置信息來對進料器上的穿料位置進行標識，實現了穿料系統的智能指示，極大 地節省了成本和人員，縮短了交付周期，作業效率高，使產品的質量得到了保證。無線方式 控制，免去了布線的困擾，接收及解碼裝置安裝和拆卸簡單方便、輕巧可以挪移、不受各種 連接電纜的約束，而且靈活性高、實用性強、性價比高。上述系統可以控制大量數字量的輸 出，可達上千個，不需要PLC、或工控+1/0插卡、或總線型控制方式，節省一大筆的設備投資 費用并可免去復雜且影響作業的各種布線。上述系統的備料周期由原來的平均備料周期2 小時，縮短到現在只要1.5小時即可完成，能夠縮短25%，并節省20%的備料人員。上述系 統的投入也較低，舉例如下除共用的硬件部分數據庫和AP的投入外，接收及解碼裝置(約 200元一個，每一套系統20個，共4000元)、上位機(4000元一臺)、及簡單夾具組成，合共 9000元左右。如果不采用上述系統，而是采用PLC控(可編程邏輯控制器)制模式來取代 的話，則按照1個點100元計算，每套系統需投入12. 8萬，可見成本非常大，還需要進行復 雜的布線才能完成。因此，本實用新型實施例提供的系統極大地成本了節省，可以節省90% 左右o本實用新型實施例還提供了一種穿料指示控制裝置，具體用于獲取已采集到的待穿料的物料信息，根據預設的映射關系找到該物料信息對應的 位置標識，并無線發送該位置標識，其中，該位置標識用于指示相應的料架上的進料器上待 穿料的位置。所述預設的映射關系是指預先建立的物料信息與位置標識的映射關系，以及物料 信息與上位機串口的映射關系。具體地，參見圖3，本實施例提供的上述裝置可以具體包括[0057]上位機21，用于獲取已采集到的待穿料的物料信息，根據上述預設的映射關系找 到物料信息對應的位置標識和串口，按照預定的格式發送攜帶該位置標識的控制命令到該 串口，該位置標識用于指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置；無線發送單元22，與上位機21的串口相連，用于接收上位機21發來的控制命令， 并無線發送該控制命令。其中，上位機21與采集模塊相連，其獲取的物料信息是由采集模塊采集的。無線 發送單元22與接收及解碼模塊相連，通過無線方式將控制命令發送給接收及解碼模塊，由 接收及解碼模塊根據位置標識指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置。具體過程同上 述系統實施例中的描述，此處不再贅述。上述預定的格式為控制命令包括頻段編碼、位置標識和物料信息。上述物料信息包括料架標識和進料器標識。本實用新型實施例提供的上述裝置，通過將待穿料的物料信息轉換為對應的位置 信息，并發送該位置信息，從而控制相應的模塊來對進料器上的穿料位置進行標識，實現了 穿料系統的智能指示，極大地節省了成本和人員，縮短了交付周期，作業效率高，使產品的 質量得到了保證。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保 護范圍之內。
權利要求一種穿料指示系統，其特征在于，所述系統包括采集模塊，用于無線采集待穿料的物料信息；控制模塊，與所述采集模塊相連，用于獲取所述采集模塊采集到的所述物料信息，根據預設的映射關系找到所述物料信息對應的位置標識，并無線發送所述位置標識；接收及解碼模塊，與所述控制模塊采用無線方式進行通信，用于無線接收所述控制模塊發送的所述位置標識，根據所述位置標識指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述采集模塊包括無線射頻終端，用于無線掃描料表和物料料盤，得到待穿料的物料信息，無線發送所述 物料信息；采集服務器，與所述無線射頻終端采用無線方式進行通信，用于無線接收所述無線射 頻終端發送的所述物料信息。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述預設的映射關系是指預先建立的物 料信息與位置標識的映射關系，以及物料信息與上位機串口的映射關系。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述控制模塊包括上位機，與所述采集模塊相連，用于獲取所述采集模塊采集到的所述物料信息，根據所 述預設的映射關系找到所述物料信息對應的位置標識和串口，按照預定的格式發送攜帶所 述位置標識的控制命令到所述串口；無線發送單元，與所述上位機的串口相連，用于接收所述上位機發來的所述控制命令， 并無線發送所述控制命令。
5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述接收及解碼模塊包括無線接收單元，與所述無線發送單元采用無線方式進行通信，用于無線接收來自所述 無線發送單元的所述控制命令，發送所述控制命令；單片機，與所述無線接收單元相連，用于接收所述無線接收單元發來的所述控制命令， 解析出所述位置標識，發送所述位置標識；解碼芯片，與所述單片機相連，用于接收所述單片機發來的所述位置標識，對所述位置 標識進行解碼，按照解碼的結果指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置。
6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述控制命令中攜帶所述物料信息，所述 無線發送單元采用廣播方式發送所述控制命令，相應地，所述單片機具體用于接收所述無 線接收單元發來的所述控制命令，解析出所述物料信息和位置標識，將所述物料信息與本 地預先存儲的物料信息進行比對，如果一致，則發送所述位置標識。
7.根據權利要求1至6中任一權利要求所述的系統，其特征在于，所述物料信息包括 料架標識和進料器標識。
8.—種穿料指示控制裝置，其特征在于，所述裝置用于獲取已采集到的待穿料的物料信息，根據預設的映射關系找到所述物料信息對應的位 置標識，并無線發送所述位置標識，所述位置標識用于指示相應的料架上的進料器上待穿 料的位置。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述預設的映射關系是指預先建立的物 料信息與位置標識的映射關系，以及物料信息與上位機串口的映射關系。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括上位機，用于獲取已采集到的待穿料的物料信息，根據所述預設的映射關系找到所述物料信息對應的位置標識和串口，按照預定的格式發送攜帶所述位置標識的控制命令到所 述串口，所述位置標識用于指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置；無線發送單元，與所述上位機的串口相連，用于接收所述上位機發來的所述控制命令， 并無線發送所述控制命令。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種穿料指示系統和穿料指示控制裝置，屬于表面貼裝技術領域。所述系統包括采集模塊，用于無線采集待穿料的物料信息；控制模塊，與采集模塊相連，用于獲取采集模塊采集到的物料信息，根據預設的映射關系找到物料信息對應的位置標識，并無線發送該位置標識；接收及解碼模塊，與控制模塊采用無線方式進行通信，用于無線接收控制模塊發送的位置標識，根據該位置標識指示相應的料架上的進料器上待穿料的位置。所述裝置用于獲取物料信息，根據預設的映射關系找到對應的位置標識并無線發送。本實用新型實現了穿料系統的智能指示，極大地節省了成本和人員，縮短了交付周期，作業效率高，使產品的質量得到了保證。
文檔編號H05K13/00GK201590992SQ20092021868
公開日2010年9月22日 申請日期2009年10月14日 優先權日2009年10月14日
發明者張松, 涂望成, 羅文廣 申請人:華為技術有限公司